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Tipo: Dissertação
Título: Os efeitos do cristalizante e da diatomita super-hidrofóbica sobre as propriedades físicas e mecânicas de pastas de gesso
Autor(es): Queiroz, Jéssica Conceição
Primeiro Orientador: Cleber, Marcos Ribeiro Dias
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Francisco Gabriel Santos
metadata.dc.contributor.referee2: Camarini, Gladis
metadata.dc.contributor.referee3: Fontes, Cintia Maria Ariani
Resumo: O gesso de construção é um aglomerante reciclável, de baixo consumo energético e baixa emissão de CO2, porém após o seu endurecimento, apresenta baixa resistência à ação da água, comprometendo sua integridade e durabilidade. Sendo assim, diversos estudos têm sido realizados no intuito de solucionar esse problema. A utilização de adições com potencial de promover características hidrorrepelentes ao gesso surge como uma das alternativas para reduzir a susceptibilidade do gesso à ação da água. O presente estudo propõe a avaliação dos efeitos do cristalizante e da diatomita super-hidrofóbica (DT) com modificador de silano (OTS) nas propriedades mecânicas, porosidade e ângulo de contato de pastas de gesso. Para isso, foram elaborados diferentes projetos estatísticos de mistura no software Design-Expert®. As formulações geradas para os estudos das adições de cristalizante e da diatomita tratada foram moldadas através do procedimento da NBR 12129:2019 e avaliadas quanto ao módulo de elasticidade dinâmico (MOE), dureza (D), resistência à tração na flexão (RT), resistência à compressão (RC), porosidade () e ângulo de contato (C). Algumas formulações com baixo teor de água foram conformadas sob pressão, como uma alternativa de melhorar a miscibilidade entre a diatomita super-hidrofóbica e a pasta de gesso. Os corpos de prova prensados foram avaliados para a determinação do MOE, RT, RC e C. As formulações otimizadas dos projetos estatísticos do cristalizante e da pasta de DT e etanol foram submetidas ao envelhecimento natural para avaliação da durabilidade. Os resultados mostram que o uso da cal hidratada, empregada como fonte de hidróxido de cálcio para reagir com os compostos do cristalizante, promoveu o aumento da D e reduziu a  das pastas contendo cristalizante. Houve um aumento significante do C com o aumento de cristalizante, porém, com o teor máximo empregado de cristalizante (5%), as pastas são ainda classificadas como hidrofílicas (C < 90°). A aplicação de teor de cristalizante de 30% nas formulações do projeto estatístico de mistura permitiu a obtenção de pastas hidrofóbicas (90° < C < 150°). O tratamento da diatomita com OTS conferiu propriedades super-hidrofóbicas à diatomita (C > 150°) e modificação na sua morfologia. O aumento da fração mássica de pasta de diatomita super-hidrofóbica e etanol nas formulações não promoveu o aumento do C como esperado e, reduziu MOE, RT e RC, devido ao emprego de etanol nas pastas que resultou em alteração na estrutura cristalina e aumento da porosidade. Já a conformação sob pressão proporcionou o aumento do C com o aumento de DT nas pastas. As formulações otimizadas com adição de cristalizante e de pasta de DT e etanol, após a exposição ao envelhecimento natural apresentaram reduções no ângulo de contato e nas propriedades mecânicas (D, RT e RC) devido ao aumento da porosidade à medida que a matriz envelhece, ao desgaste e aos poros superficiais observados além disso, os fatores referentes às adições empregadas. Ademais, as adições se mostraram promissoras para aumentar o ângulo de contato e reduzir a susceptibilidade do gesso à ação da água.
Abstract: The construction gypsum is a recyclable binder with low energy consumption and low CO2 emissions; however, after its hardening, it exhibits low resistance to water action, compromising its integrity and durability. As a result, several studies have been carried out with the aim of addressing this issue. The use of additives with the potential to promote hydrophobic characteristics in gypsum emerges as one of the alternatives to reduce its susceptibility to water action. The present study proposes the evaluation of the effects of the crystallizing agent and super-hydrophobic diatomite (DT) with silane modifier (OTS) on the mechanical properties, porosity, and contact angle of gypsum pastes. For this purpose, various statistical mixture designs were developed using the Design-Expert® software. The formulations generated for the studies on the additions of the crystallizing agent and treated diatomite were molded following the NBR 12129:2019 procedure and evaluated for dynamic modulus of elasticity (MOE), hardness (D), flexural tensile strength (RT), compressive strength (RC), porosity (), and contact angle (C). Some formulations with low water content were pressed as an alternative to enhance the miscibility between the super-hydrophobic diatomite and the gypsum paste. The pressed specimens were evaluated for MOE, RT, RC, and C determination. The optimized formulations from the statistical designs of the crystallizing agent and DT paste with ethanol were subjected to natural aging for durability evaluation. The results show that the use of hydrated lime, employed as a source of calcium hydroxide to react with the compounds of the crystallizing agent, led to an increase in D and reduced  in pastes containing the crystallizing agent. There was a significant increase in C with the increase of the crystallizing agent; however, with the maximum content used (5%), the pastes are still classified as hydrophilic (C < 90°). The application of a 30% content of the crystallizing agent in the mixture statistical design allowed obtaining hydrophobic pastes (90° < C < 150°). The treatment of diatomite with OTS conferred super-hydrophobic properties to diatomite (C > 150°) and modified its morphology. However, increasing the mass fraction of super-hydrophobic diatomite paste and ethanol in the formulations did not promote the expected increase in C and reduced MOE, RT, and RC, due to the use of ethanol in the pastes, resulting in changes in crystal structure and increased porosity. On the other hand, pressing provided an increase in C with the increase of DT in the pastes. The optimized formulations with the addition of the crystallizing agent and DT paste with ethanol, after exposure to natural aging, presented reductions in the contact angle and mechanical properties (D, RT, and RC) due to the increase in porosity as the matrix ages, wear, and surface pores observed, in addition to factors related to the additives employed. Furthermore, the additives showed promising results in increasing the contact angle and reducing gypsum's susceptibility to water action.
Palavras-chave: gesso
cristalizante
diatomita super-hidrofóbica
ângulo de contato
envelhecimento natural
CNPq: Materiais de Construção Civil
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) 
Tipo de Acesso: Acesso Restrito/Embargado
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39252
Data do documento: 10-Ago-2023
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